提高水系磷酸鐵鋰電池壽命研究

劉露露　張　潔　樊彥良

（中航鋰電（洛陽）有限公司，河南　洛陽　471003）

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提高水系磷酸鐵鋰電池壽命研究

劉露露張潔樊彥良

（中航鋰電（洛陽）有限公司，河南洛陽471003）

摘要：電池壽命是鋰電池的一項重要性能指標，本文研究不同化成工藝對電池儲存及循環(huán)壽命性能的影響。將電池化成后充滿電進行高溫45℃老化5天，老化后電池的高溫存儲7天和常溫儲存28天的容量恢復率最高。關鍵詞：磷酸鐵鋰電池；壽命；容量恢復率

鋰離子電池作為化學電源中一種能量轉(zhuǎn)換形式，具有工作電壓高、能量密度大、重量輕、體積小、安全性好、循環(huán)壽命好及綠色環(huán)保等優(yōu)點［1-3］。

近年來，電動車（EV）和混合電動車（HEV）的發(fā)展越來越快，它們對大容量鋰離子動力電池的需求也越來越大。此外，大容量鋰離子動力電池也逐漸受到通信、儲能、軍用、野外作業(yè)、儀器儀表、航空航天以及其他特殊領域?qū)I(yè)人士的青睞［4］。鋰離子動力電池具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的市場需求。

而要滿足以上的需求，首當其沖是提高鋰離子電池的壽命，以此滿足實際的使用要求。故本文選用商業(yè)化的磷酸鐵鋰動力型水系塑殼鋰離子電池，研究不同化成工藝對電池儲存及循環(huán)壽命性能的影響。

1　實驗設計

1.1實驗原料的備制

本試驗采用60Ah的LiFePO4動力型水系塑殼鋰離子電池。正極為LiFePO4與粘結(jié)劑LA132，導電劑KS6、SP以一定的比例混合后制作而成，負極材料采用石墨。

1.2實驗過程

實驗備制60Ah電池360支，實驗工藝方案如表1所示。

表1 實驗工藝方案

將電池分成6組，每組60支電池，分別為A組、B組、C組、D組、E組和F組，電池化成后抽真空，A組電池抽真空后直接分容，然后進行常溫28天和高溫55℃ 7天存儲；B組至F組電池抽真空后45℃老化分別3、4、5、6天和7天，老化后分容，分容后將每一組電池分為兩組各30支，分別進行常溫28天和高溫55℃7天存儲。

每組電池存儲常溫28天和高溫55℃ 7天結(jié)束，對電池進行再分容，記錄每組電池分容容量，計算對比每組實驗電池容量損失率。

1.3實驗結(jié)果

①A組至F組電池分別高溫45℃老化0、3、4、5、6天和7天后高溫55℃儲存7天容量恢復率結(jié)果對比如圖1所示。

圖1 高溫存儲7天容量恢復對比圖

②A組至F組電池分別高溫45℃老化0、3、4、5、6天和7天后常溫儲存28天容量恢復率結(jié)果對比如圖2所示。

圖2 常溫存儲28天容量恢復對比圖

2　結(jié)果與討論

2.1循環(huán)驗證

取A組電池與D組電池各2支做1C/1C充放電循環(huán)，結(jié)果對比如圖3所示。

2.2實驗討論

經(jīng)過常溫28天和高溫55℃ 7天存儲實驗驗證，45℃老化5天電池容量恢復率最高，均值為98.23%，未老化電池容量恢復率最低，中值為95.89%。經(jīng)過高溫老化的電池較A組電池循環(huán)容量衰減較為平穩(wěn)，循環(huán)性能提高3%～5%。即經(jīng)過高溫老化電池容量恢復率均優(yōu)于未經(jīng)過老化電池，而高溫老化5天電池容量恢復率最高，循環(huán)性能也優(yōu)于未經(jīng)過老化電池。

圖3 A組和D組電池循環(huán)對比圖

3　結(jié)論

本文研究了一種提高水系磷酸鐵鋰電池壽命的方法和工藝，通過老化和存儲實驗驗證，化成抽真空結(jié)束高溫45℃老化，大大提高了容量后期的存儲和使用性能，提高了水系磷酸鐵鋰電池壽命。

參考文獻：

［1］JM T arascon，M Armand.Issues and challenges fac?ing rechargeable lithium batteries［J］.Nature，2001，414（15）：359-367.

［2］A S Aric，P Bruce，B Scrosati，et al.Nanostructured materials for advanced energy conversion and storage devices ［J］.Nature materials，2005，4（5）：366-377.

［3］俞琛捷，莫祥銀，康彩榮，等.鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的制備及改性研究進展［J］.材料科學與工程學報，2011，29 （3）：468-454.

［4］聞人紅雁，毛松科，聞人紅權(quán)，等.不同荷電態(tài)對鋰離子電池循環(huán)壽命的影響［J］.材料科學與工程學報，2011，133（5）：797-799.

中圖分類號：TM912

文獻標識碼：A

文章編號：1003-5168（2016）02-0121-02

收稿日期：2016-01-18

作者簡介：劉露露（1985-），女，助理工程師，研究方向：電池工藝技術(shù)。

Study on Improving the Life of Water System Lithium Iron Phosphate Battery

Liu LuluZhang JieFan Yanliang
（China Aviation Lithium Battery(Luoyang)Co.Ltd.，Luoyang Henan 471003）

Abstract:Battery life is an important performance index for lithium battery.This paper studied the effects of different chemical process for battery storage and cycle life performance.After the battery was full of electricity for the high temperature of forty-five degrees for five days aging,the battery's storage capacity recovery rate of high temperature storage for seven days and room temperature storage for twenty-eight days is the highest.

Keywords:lithium iron phosphate battery；life；capacity recovery